La región presenta una abundante pluviosidad durante todo el año, por tratarse de un espacio muy próximo a la zona del frente intertropical, donde se produce la convergencia de los vientos alisios del noreste con los del sureste: estas corrientes ascienden al chocar, condensándose su gran contenido de vapor de agua y precipitándose en forma de lluvia. En algunos sitios se registran descargas medias anuales superiores a los 4.000 mm, como en el caso de la penillanura del Casiquiare, al suroeste del Estado Amazonas; cifra muy elevada, si se la compara con los 1.200 mm anuales que recibe la ciudad de Caracas. En Puerto Ayacucho el índice de pluviosidad es de 2.195 mm al año, mientras Ciudad Bolívar, al noreste, muestra medias anuales inferiores a los 1.000 mm.

La proximidad al ecuador determina en la región elevadas temperaturas, generalmente con promedios superiores a los 24 °C, observándose en los puntos más altos diferencias muy acusadas entre las temperaturas diurnas y nocturnas, lo que contribuye a la degradación del material rocoso, facilitando la erosión. No obstante, los valores medios mensuales dan una oscilación térmica anual (definida como la diferencia entre las temperaturas medias de los meses más calientes y de los más fríos) de un rango inferior a los 5 °C, aunque la oscilación térmica diaria es muy grande, anotándose en algunos sectores la altitud es un factor importante en la temperatura de la región. A manera de ejemplo, puede señalarse que, en Parima, a 810 metros sobre el nivel del mar, la temperatura media anual es de 22,3 °C, en tanto que en Tamatama, a la misma latitud, pero a 112 metros de altura, el valor medio de la temperatura es de 27 °C. Asimismo, Kavanayén, que se encuentra en la cota de los 1.200 metros, tienes una temperatura media anual de 20,9 °C, mientras Kamarata, a una latitud muy próxima pero a 460 metros de altura, muestra una media de 25,8 °C. En las áreas de mayor pluviosidad puede establecerse una relación entre las precipitaciones Y la temperatura: los períodos de más baja temperatura coinciden con los de mayor precipitación, y viceversa.

La humedad relativa, considerada en valores medios mensuales, varía entre 90% y 53% advirtiéndose un rango muy amplio entre los espacios del suroeste amazónico, muy húmedos, y los de las sabanas abiertas, moderadamente secas.

La velocidad media mensual del viento, evaluada a 10 metros del suelo, varía entre 2 y 18 kilómetros por hora; la primera, medida en Macagua, en las proximidades de Ciudad Guayana, y la segunda en Canaima. La nubosidad media mensual se sitúa entre 3 y 8 octavos. En función de estas características climáticas, pueden definirse tres grandes tipos de clima en la región según la clasificación de Wladimir Peter Köppen: áreas de clima tropical lluvioso, las de mayor precipitación; de clima amazónico, observado hacia el delta del Orinoco; y de clima tropical de sabanas, al norte.

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